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鈑金加工中使用的不鏽鋼分類

發布日期:2019年12月2日

  不鏽鋼是指在腐蝕性介質中具有較高抗腐蝕能力的高合金鋼。在大氣、水蒸氣或淡水等弱介質中耐腐蝕或具有不鏽性的鋼稱為不鏽鋼;在酸、堿、鹽等化學腐蝕性強的介質中耐腐蝕的鋼稱為耐酸鋼。兩類鋼的耐腐蝕性有差別,不鏽鋼不耐酸,而耐酸鋼一般具有不鏽性,簡稱不鏽鋼。

      鈑金加工中使用的不鏽鋼,通常是按其成分和組織分為以下三類:

      1)鐵素體不鏽鋼。鐵素體不鏽鋼為單相鐵素體組織,如典型的Gr17不鏽鋼,碳質量分數小於0.12%,鉻質量分數為16% ~ 18%,加熱時沒有a→γ的轉變,耐硝酸濃液、次氯酸鈉及磷酸腐蝕性能很好,塑性好,強度低,且不能熱處理強化,但有較高的脆性傾向和晶間腐蝕性,且焊接性能較差。主要用於生產化工、食品設備的容器、管道等。

      2)馬氏體不鏽鋼。馬氏體不鏽鋼在大氣腐蝕介質中以及在弱蝕性介質中的耐腐蝕性能均很優良,並且隨碳質量分數增大,強度、硬度增高,但其耐蝕性則隨之降低。

      典型的牌號是1Cr13、2Cr13 等。這類鋼中碳的平均質量分數為0.10% ~ 0.45%,隨碳質量分數增大,強度增加,但耐蝕性下降;鉻的平均質量分數為13%,主要用於製造強度和硬度較高的結構件及工具等。

      Cr13型鋼的淬透性均較好,經鍛造空冷後即可出現馬氏體組織,硬度較高且有殘餘應力。為利於後續加工及調質處理,常需先高溫退火或回火軟化處理,並多在調質或淬火低溫回火狀態下使用,見表1-24。

      例如,3Cr13或4Crl3鋼製成的彈簧,其最終熱處理工藝是先經700~ 800攝氏度預熱後,加熱至1000~ 1050攝氏度,保溫後油冷,在480~520攝氏度回火水冷,以抑製回火脆性,淬火後硬度大於54HRC,回火後硬度為40 - 46HRC。

3)奧氏體不鏽鋼。奧氏體不鏽鋼碳的質量分數≤0.03%時,由於其單相奧氏體組織非常穩定,在各種溫度範圍使用時耐硫酸、磷酸、醋酸及鹽、堿液腐蝕性都很高,並且耐晶間腐蝕性良好。同時,還具有優良的高低溫強度、韌性及良好的焊接工藝性能。在鈑金生產中應用最廣,可製作硫酸、磷酸、醋酸及鹽、堿液等耐腐蝕設備。

      典型的牌號是18-8型鎳鉻不鏽鋼,其主要合金元素是Ni和Cr。當能擴大奧氏體相區的合金元素Ni質量分數為9%、Cr 質量分數為18%時,可在室溫下形成單相奧氏體組織。銘還可提高鋼的鈍化能力,Ni 和Cr共同作用使鋼具有高的耐蝕性能。

      這類鋼容易在晶界上析出Cr3C6,造成晶間腐蝕,並且鎳的價格昂貴,所以有時需加人Ti、Nb等元素提高鋼的耐蝕性,有時需加人Mn、N元素的0Cr17Mn13Mo2N鉻錳氮不鏽鋼代替,可成功使用於醋酸、甲酸及尿素等設備。

      通常需經固溶處理後使用,即將其加熱至1050~ 1150C、保溫2~4h,使所有碳化物全部溶人奧氏體中,再快速水冷至室溫,獲得單相奧氏體組織。經固溶處理後耐蝕性提高,塑性、韌性很好,強度較低。

      對於含Ti、Nb元素的18-8型不鏽鋼,固溶處理後還需進行穩定化處理,即將其加熱至850~ 900C,保溫2 ~4h後再空冷或爐冷至室溫,使(Cr、 Fe)23C6 完全溶解,Ti、Nb的碳化物部分溶解,從而使碳全部穩定於碳化物中,提高固溶體鉻的質量分數。

      經冷加工或焊接的18-8 型不鏽鋼,為避免發生應力腐蝕,還需進行消除應力處理,即將工件加熱至300~ 350C (消除加工應力)或850C以上(消除焊接應力),然後緩冷。

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